[发明专利]电池、正极活性物质、正极以及制造正极活性物质的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年10月22日提交的日本在先专利申请JP2012-232655的权益，其全部内容在此通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及电池、正极活性物质、正极和制造正极活性物质的方法。本公开还涉及均使用该电池的电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。

背景技术

近年来，移动信息电子装置，诸如移动电话、摄像机和膝上型个人计算机已经常见，这些装置具有较高功能并已变得小型化和更轻。这些装置的电源是不可重复使用的原电池或可重复使用的二次电池。其中，由于在高功能、小型化、轻量化、经济效率等方面的综合优异的平衡，已越来越多要求非水电解液电池（特别是锂离子二次电池）。这些装置具有更高功能且更小型化，且非水电解液电池（诸如锂离子二次电池）具有更高的能量密度。

这些锂离子二次电池具有以下缺点：诸如由于在充电过程中的内部短路而引起的气体产生、由于从电池外部加热而引起的热量产生，和由于由电池的热量产生引起的在充电状态下的正极的表面上的热分解反应而引起的氧释放。由正极产生的氧与正极附近的电解质的反应引起电池内部的燃烧反应进行并产生热量，并导致电池的安全性降低。此外，在使用硅（Si）、诸如锡（Sn）的金属、或金属合金作为负极活性物质的情况下，从正极释放的氧直接以链反应方式与负极活性物质中反应，这会导致不正常的情况，诸如电池的点火。

为了抑制电池内部的燃烧反应，如例如JP2010-199006A中所示，已经提出一种方法，其通过由其与电解质（诸如金属氧化物、金属或羟基）的反应性低的材料覆盖正极活性物质颗粒的表面来降低在短路时的反应性。

此外，如例如在JP2009-135084A、JP2009-146811A或JP2011-187190A中所示，已经描述了一种方法，其通过将具有氧吸收功能的氧吸收化合物与正极活性物质层中的正极活性物质混合在一起来使氧吸收化合物吸收在电池反应时产生的氧。例如，作为氧吸收材料，SiO_2-x、MgO_1-y、Al₂O_3-z等（JP2009-135084A），LiMoO₂（JP2009-146811A）和V₂O_5-α、MnO_2-β、MoO_2-y等（JP2011-187190A）包含在JP2009-135084A、JP2009-146811A和JP2011-187190A中的正极中。

在JP H11-144734A中，描述了使用包含氧吸收材料的复合材料和导电材料的正极与正极活性物质一起使用的方法。作为氧吸收材料，公开了具有缺氧的氧化物（诸如CuO、FeO、ZnO和TiO）。

发明内容

然而，通过JP2010-199006A中的方法，在正极活性物质之上提供的覆盖层不足以减少正极活性物质的热分解反应所产生的氧的量。此外，JP2009-135084A、JP2009-146811A、JP2011-187190A和JP H11-144734A中的方法不会降低正极活性物质的热分解反应本身所产生的氧的量，且氧吸收材料的氧吸收功能不够高。

根据本公开的一个实施方式，提供了可抑制在电池温度由于短路等而提高时从正极产生氧的电池、正极活性物质，和用于制造正极和正极活性物质的方法。此外，根据本公开的另一个实施方式，提供各自使用该电池的电池组、电子装置、电动车辆、蓄电装置和电力系统。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池，其包括正极、负极和电解质。正极包括位于正极集电体的至少一个表面上的正极活性物质层，正极活性物质层包括粘合剂和脱氧锂过渡金属复合氧化物的正极活性物质。当正极活性物质层以锂对极电位（lithium antipode potential）在高于或等于4.2V且低于或等于4.5V的充电状态下被加热时，正极活性物质层显示由正极活性物质层中的一种正极活性物质产生的氧量的第一峰和第二峰，第二峰出现在高于第一峰的温度区域的温度区域中。至少第二峰出现在高于220℃的温度区域中。